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第1章 锁相环基本概念1

1.1闭环控制系统简介1

1.2锁相环的构成及工作原理2

1.2.1锁相环的构成2

1.2.2锁相环的工作原理3

1.2.3锁相环分类5

1.3锁相环的工作状态5

1.3.1锁定状态6

1.3.2线性跟踪状态6

1.3.3失锁状态7

1.4锁相环的捕捉带与同步带7

1.5锁相环应用简介9

1.6锁相环的性能指标10

1.7小结11

思考与练习11

第2章 模拟锁相环13

2.1环路数学模型13

2.1.1鉴相器的数学模型13

2.1.2环路滤波器的数学模型14

2.1.3压控振荡器的数学模型16

2.1.4环路的数学模型与动态方程17

2.1.5环路的线性化及传递函数17

2.2环路的时域跟踪性能20

2.2.1典型暂态相位信号20

2.2.2环路对典型暂态相位信号的响应21

2.2.3瞬态指标22

2.2.4稳态指标24

2.3环路的频域跟踪性能25

2.3.1环路频率特性含义25

2.3.2环路的频率特性26

2.3.3频域指标30

2.3.4载波跟踪和调制跟踪31

2.4锁相调频与锁相鉴频原理32

2.4.1锁相调频32

2.4.2锁相鉴频34

2.5环路稳定性35

2.5.1环路的不稳定现象35

2.5.2伯德准则及二阶环路稳定性分析36

2.5.3三阶环稳定性分析39

2.6环路非线性性能41

2.6.1一阶环非线性性能42

2.6.2二阶环非线性性能46

2.7辅助捕捉方法49

2.7.1人工电调49

2.7.2自动扫描50

2.7.3变带宽51

2.7.4变增益52

2.8取样锁相环53

2.8.1工作原理53

2.8.2环路性能54

2.9模拟集成锁相环L56256

2.9.1电路连接与调整57

2.9.2应用实例59

2.10小结60

思考与练习62

第3章 锁相环噪声性能64

3.1输入白噪声下的环路数学模型64

3.1.1相位模型64

3.1.2线性化相位模型66

3.2环路对输入白噪声的线性过滤特性67

3.2.1环路输出相位噪声方差67

3.2.2环路噪声带宽BL68

3.2.3环路输入信噪比、环路信噪比与环路输出信噪比69

3.3环路失锁门限与环路跳周71

3.3.1环路失锁门限71

3.3.2环路跳周72

3.4环路窄带跟踪性能73

3.4.1环路工作于调制跟踪状态73

3.4.2环路工作于载波跟踪状态74

3.5环路对压控振荡器相位噪声的线性过滤特性75

3.5.1振荡器的相位噪声75

3.5.2线性过滤特性75

3.6环路对各类干扰的线性过滤特性76

3.6.1杂波抑制度与寄生调制指数的关系76

3.6.2第一类干扰77

3.6.3第二类干扰78

3.6.4第三类干扰79

3.7小结80

思考与练习81

第4章 电荷泵锁相环83

4.1电荷泵鉴相器83

4.1.1鉴相原理83

4.1.2鉴频原理85

4.1.3电流型电荷泵鉴相器实例87

4.2电荷泵锁相环数学模型87

4.2.1电流型电荷泵锁相环87

4.2.2电压型电荷泵锁相环88

4.3二阶电荷泵锁相环89

4.4三阶电荷泵锁相环92

4.5集成电荷泵锁相环CD404694

4.6电荷泵锁相环频率合成器95

4.7小结98

思考与练习99

第5章 数字锁相环与位同步提取101

5.1超前-滞后型DPLL101

5.2触发器型DPLL103

5.2.1基本原理103

5.2.2实例104

5.3DPLL的性能指标108

5.4位同步提取110

5.4.1DPLL位同步器111

5.4.2CPPLL位同步器111

5.4.3APLL位同步器112

5.5小结113

思考与练习113

第6章 锁相频率合成114

6.1概述114

6.1.1频率合成器的主要性能指标114

6.1.2频率合成器的基本方法115

6.2单环频率合成器116

6.2.1基本形式116

6.2.2改进型单环频率合成器117

6.2.3单环频率合成器线性化数学模型122

6.3多环频率合成器124

6.3.1双环频率合成器124

6.3.2三环频率合成器125

6.4单环频率合成器的输出杂波和输出相位噪声125

6.4.1输出杂波125

6.4.2输出相位噪声126

6.4.3减小分频器触发噪声的方法127

6.5含有DDS的锁相频率合成器128

6.5.1DDS简介128

6.5.2含有DDS的锁相频率合成器结构129

6.6锁相频率合成器实例131

6.6.1频率合成器IC芯片实例132

6.6.2频率合成器实例139

6.7小结142

思考与练习142

第7章 锁相调制与解调144

7.1二点注入式锁相调频144

7.1.1方案一144

7.1.2方案二145

7.2锁相鉴频低门限机理146

7.32PSK信号的相干载波提取149

7.3.1平方环150

7.3.2同相正交环150

7.3.3判决反馈环151

7.44PSK信号的相干载波提取153

7.5FM立体声解码155

7.5.1FM立体声信号频谱155

7.5.2FM立体声解码器原理156

7.6彩色副载波同步158

7.7小结160

思考与练习161

第8章 锁相环的其他应用162

8.1卫星测速测距162

8.1.1测速测距原理162

8.1.2相干应答器164

8.1.3锁相接收机164

8.2功率放大及微量频率变换165

8.2.1功率放大165

8.2.2微量频率变换165

8.3电动机转速控制167

习题参考答案169

参考文献171